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Verfahren zur Herstellung von Platten oder Formkörpern
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für Kaschierungs- oder Dekorationszwecke.
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Gegenstand der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Herstellung von Platten und/oder Formkörpern fUr Kaschierungs- oder Dekorationszwecke
durch Verarbeitung von druck- und/oder temperaturempfindlichem Material in Form
von Kaschierungs- oder Dekormaterial wie Flor, Filz, Schlingenvlies, Velours, Fell
od.dgl.
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mittels unlösbarer Befestigung auf Trägern und/oder Verformung solchen
Materials, mit einer mindestens im wesentlichen luftundurchlässigen Schicht zwischen
dem Dekormaterial und einem Kern sowie mit einem insbesondere duro- oder thermoplastischen
härtenden Bindemittel unter Verwendung von Druck und Wärme.
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Stand der Technik Gegenstände, die aus einem Träger mit einer Dekor-Auflage
bestehen, finden heute in den verschiedenen Industriezweigen Verwendung, insbesondere
in der Automobilindustrie. Und zwar werden sie dort vielfach für Abdeckungen verwendet,
die an sich früher aus einfachen Pappen, Kunststoff- oder Preßplatten bestanden,
deren Aussehen jedoch nicht mehr den heutigen Qualitätsansprtlchen entspricht.
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Es ist bereits ein Verfahren zum Herstellen von aus Kunststoff und
Fasern bestehenden Plattenformkörpern bekannt (DT-OS 2 331 261), bei dem mit Kunststoff
gehärtete Faservliese unter Anwendung von Wärme und Druck verformt und die gehärteten
Vliese vor der Verformung ein- oder beidseitig mit einem wäxmehärtenden Kunststoff
besprüht werden. Die Druckverformung erfolgt mittels mechanischer Fressen. Dieses
bekannte Verfahren hat mehrere Nachteile: Der Arbeitsvorgang kann nicht kontinuierlich
erfolgen, sondern iuß in mehreren Stufen durchgeführt werden. Außerdem werden, da
die
Faservliese aus thermoplastischem Material bestehen, häufig die für Thermoplaste
kritischen Temperaturen überschritten und sodann die Flore mit verformt. Sie verfilzen
oder verkleben und erhalten ein so unansehnliches Außeres, daß solche Teile für
Innenverkleidungen oder Abdeckungen von Kraftfahrzeugen nur bedingt geeignet sind.
Damit ist der optische Eindruck vor allem hochfloriger Materialien bei Verwendung
z.B. am gleichen Kraftfahrzeug sehr unterschiedlich, wenn das betreffende Material
einerseits original, beispielsweise als Bodenausstattung, verlegt und andererseits
mechanisch verpreßt, z.B.
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als Hutablage, verwendet wird. Man hat allerdings diese Nachteile
im optischen Eindruck bisher häufig in Kauf genommen, weil bessere Verarbeitungsverfahren,
mit denen man ohne Veränderung der äußeren Erscheinungsform in rationeller Weise
hochflorige Materialien untrennbar verbinden konnte, nicht bekannt sind.
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Die genannten Nachteile treten allerdings nicht nur bei hochflorigen
Dekormaterialien, also Velours-Geweben auf, sondern auch bei den verschiedenen anderen,
für diese Zwecke in Frage kommenden Stoffen wie z.B. Schlingenvliesen, niedrigflorigen
Teppichen oder Filzen. Denn in jedem Fall führt die Erwärmung der duroplastischen
Trägerteile in Verbindung mit mechanischer Druckausübung zu einem Schmelzen der
thermoplastischen Auflage und damit zu einer mehr oder weniger starken optischen
und räumlichen Veränderung, d.h. Beschädigung derselben.
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Wegen der Nachteile dieses bekannten Verfahrens wird in der Automobilindustrie
heute meist noch das manuelle Aufkleben der Dekor-Auflagen auf die Träger angewendet,
d.h. die Flor- oder Teppichstoffe werden nach Aufstreichen eines geeigneten Klebers
auf den Träger von Hand auf diesen aufgeklebt. Damit erreicht man zwar, daß der
Flor nicht beschädigt
wird, jedoch ist ein solch manuell-mechanischer
Andruck zu ungleichmäßig, und es kann keine untrennbare Verbindung erzielt werden,
so daß es häufig zum Ablösen und in der Folgt zu Reklamationen der Autokunden kommt.
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Man hat weiter versucht, die Nachteile dieser bekannten Arbeitsweisen
durch Anwendung von Nadelbrettern oder Nadelkissen zu beseitigen, mittels derer
die Auflage gegen den Träger gedrückt wird. Derartige Hilfsmittel sind jedoch nur
bei glatten Flächen anwendbar, während sie bei Formteilen mit Verformungen, insbesondere
ijinterschneidungen, sehr problematisch sind. Neben einem größeren Arbeitsaufwand
bei solchen Teilen wird zwar eine Verbindung zwischen Auflage und Träger erzielt,
ohne Flor oder Schlingen zu beschädigen, jedoch dringen die Nadeln bei den erforderlichen
Verbindungstemperaturen häufig in die Thermoplasten ein. Die Entformung wird damit
sehr schwierig. Auch verschleißen die Werkzeuge schnell.
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Endlich wurden Versuche angestellt, hochflorige Gewebe mittels Vakuum
auf Formen aufzuziehen. Dabei werden die auf die Form, also auf den Kern oder auf
das Gewebe als Pulver aufgeschütteten oder feucht aufgesprühten Bindemittel durch
die Luftkanäle mit abgesogen. Sie verkleben diese, ohne daß das hochflorige Gewebe
mit dem Träger untrennbar verbunden wird.
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Die herkömmlichen Verfahren haben schließlich den wesentlichen Nachteil,
daß sie nicht die von der Automobilindustrie gestellten Forderungen bezüglich der
Tropenfestigkeit bzw.
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Wetterbeständigkeit erfüllen.
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So lösen sich, oftmals schon nach kurzer Zeit, insbesondere infolge
Wärme und Kondensationswasserbildung die Dekors ganz oder teilweise vom Träger,
oder es bilden sich Blasen. Aus diesen Gründen geht man in letzter Zeit bei neuen
Kfz-Serien
dazu über, das Dekormaterial lose\auf einen Pappträger
zu legen, die Ränder zu verschweißen und die Schweißnaht optisch zu verbessern,
indem man mit lederähnlichen Materialien mittels Nähmaschine Einfassungen herstellt.
Das ist aber nur bei ebenen Teilen ohne irgendwelche besonderen Ausformungen, Hinterschneidungen
od.dgl. möglich, so daß man auf diese Weise lediglich glatte, ebene Teile, z.B.
Hutablagen herstellen kann.
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Aufgabe Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der
eingangs beschriebenen Art vorzusehen, mit dem man in wirtschaftlicher Weise dekorative
Gegenstände mit empfindlicher Oberfläche unter Aufbringung von Druck und Wärme herstellen
kann, ohne die dekorative Oberfläche zu beschädigen.
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Lösung und Vorteile Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch
gelöst, daß das zu verarbeitende Material, ggf. nach Vorwärmung, in eine pneumatische
Druckkammer eingebracht und in dieser fest aufliegend gehalten, daß die Druckkammer
gegen die Umgebung dichtend geschlossen, daß das Bindemittel in chemisch noch reaktiven
oder physikalisch klebfähigen Zustand gebracht, daß das Material mit dem Bindemittel
von der Seite des Oberflächenmaterials her mit pneumatischem Druck beaufschlagt
und verformt und/oder das Dekormaterial mit dem Träger oder Kern verbunden und daß
nach Verdichtung sowie Aushärten der integrierte Dekorationsgegenstand der Druckkammer
entnommen wird. Durch die Anwendung pneumatischen Drucks wird ein absolut gleichmäßiges
Verpressen erzielt, wobei es keine Rolle spielt, welche Oberflächenform der herzustellende
Gegenstand hat, d.h. ob beispielsweise klSiSSZftZ Hinterschneidungen vorhanden sind,
die bei dem mechanischen Verfahren entweder mehrteilige Werkzeuge oder mehrere Arbeitsgänge
erfordert hätten. Der Verfahrensablauf braucht im Gegensatz zu den bekannten Verfahren
nicht unterbrochen zu werden, sondern kann fortlaufend, allerdings intermittierend,
erfolgen. Der Druck
kann - natürlich innerhalb der praxisüblichen
Grenzen - beliebig hoch gewählt werden. So wird in jedem Fall eine völlig sichere,
feste und gleichmäßige Integration der Materialien erzielt, und zwar unabhängig
davon, ob es sich um einen zweiteiligen Ausgangsstoff, bei dem eine Auflage an einen
Träger anzupressen ist, oder um ein einstückiges, in seinem unteren Bereich mit
Harz getränktes oder bestäubtes Halbzeug handelt, ohne daß sich das Dekormaterial,
beispielsweise hoher Flor oder Schlingen, umlegt und möglicherweise durch die Unterschicht
wärmebeeinträchtigt wird. Denn die Druckluft greift nur an durchgehenden Widerstandsflächen,
also an dem Basisgewebe für Flor oder Schlingenvlies, an, nicht jedoch an den Einzelfasern
des Flors, Filzes oder der Schlingen. Daraus erkennt man wiederum, daß sich das
erfindungsgemäße Verfahren an und mit den verschiedensten Stoffen und Materialien
durchfUhren läßt, so lange ein Andrücken der Außenschicht, also der Dekorschicht,
mittels pneumatischem Druck an die Unterlage möglich und sichergestellt ist, daß
das Bindemittel eine kritische Aushärtetemperatur hat, die unterhalb des Schmelzpunktes
des Kaschierungs- oder Dekormaterials liegt.
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Der Andruck durch den pneumatischen Druck ist gewährleistet, wenn
mindestens eine der Schichten des zu verarbeitenden Gerüges druckluftwiderstandsfähig
ist und sich unter Luft- oder Gasdruck an ihre Unterlage anpressen läßt.
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Ein besonderer Vorteil liegt in den vielfältigen Möglichkeiten fllr
die weitere Ausbildung und Durchführung des Ertindungsgedankens, wobei jedoch folgende
Forderungen und Uberlegungen bezüglich der Temperaturabhängigkeit der verwendeten
Materialien zu beachten rind: Bei gleichzeitiger Verwendung von Duroplasten und
Thermoplasten, wie in der Uberwiegenden Zahl der denkbaren Anwendungsfälle,
müssen
die Temperaturverhältnisse so gesteuert werden, daß im Bereich des Thermoplasten
dessen Schmelzpunkt nicht erreicht wird und z.B. polyamides Schlingenvlies nicht
fließen kann, Arend der Duroplast verarbeitbar, z.B. tiefziehbar sein muß, ohne##uszuhärten
Der Duroplast befindet sich also im ZustandXB, in dem er bei einem herkömmlichen
Tiefziehverfahren mit Unterdruckerzeugung von seiner Unterseite her nicht verarbeitbar
wäre, weil er die Vakuumkanäle verstopfen würde, wohingegen der pneumatische Druck
von der Oberseite her leicht die Verformung entsprechend der Formkonturen ermöglicht.
Um den Duroplasten in den Zustand'B, in dem er im wesentlichen zähflüssig und noch
erweich- und verarbeitbar ist, bringen und später aushärten zu können, ohne den
Thermoplasten zu beeinträchtigen, wird die Wärme über die Auflage, die ggf. das
Verformungswerkzeug ist, zugeführt, auf der der Duroplast, nachdem zuvor eine Thermoplastdekorschicht
im noch viskosen Zustand angebunden und eingeschlossen ist, über Druck, Temperatur
und Zeit aushärten kann.
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Durch Kalt luftzufuhr von der Seite des Thermoplasten her erstarrt
dieser völlig, und es entsteht eine innige Verankerung desselben in dem Duroplastkern.
Im Gegensatz zum Stand der Technik wird der notwendige Verformungs- und Anpreßdruck
von der Seite des Thermoplasten her durch Druckluft erzeugt, die durch die Dekorschicht,
z.B. die Schlingen oder den Flor, dringen kann, ohne diese zu beschädigen, und dann
einen Widerstand in den darunter befindlichen Schichten infolge deren mindestens
weitgehender Luftundurchlässigkeit findet. Dieses insbesondere in der im Zustand
B befindlichen Bindemittelschicht, die eine quasi-geschlossene Fläche bildet und
genügend Widerstand bietet. Das Oberlay, z.B. ein Polyamid mit einem Schmelzpunkt
in der Größenordnung von 2300 C, befindet sich etwa in der Nähe seines Erweichungspunktes
von ca. 1700 C, wobei es durch die Druckluft ohne Veränderung seiner Struktur verformbar
ist.
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Im wesentlichen ergeben sich durch die Erfindung zwei Anwendungsmöglichkeiten:
1)
Das Aufkaschieren eines Oberlays auf eine vorgegebene Form oder Kern, d.h. das Zusammenbringen
von Schichten ohne Verformung.
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2) Das Verbinden und gemeinsame Verformen von Kern oder Träger und
Oberlay, wobei man hier entweder ein Sandwich aus Kern und Oberlay nach Einbringen,
z.B.
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Aufstreuen des Bindemittels auf die Kernoberseite oder die Oberlayunterseite,
herstellen, ggf. zuschneiden und dann verformen oder aber ein vorgefertigtes Halbzeug,
bei dem sich das duroplastische Harz im Träger befindet, ggf. nach vorherigem Zuschneiden
verformen kann. So kann man auch Halbzeug als Meterware verarbeiten und das Formteil
nach dem Arbeitsgang mittels eines Stanzwerkzeuges abtrennen.
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Das Gemeinsame beider Verfahren liegt, vereinfachend zusammengefaßt,
im wesentlichen in folgenden Schritten: 1) Verwendung eines Bindemittels, dessen
Aushärtepunkt unterhalb des Schmelzpunktes des Oberlays liegt; 2) Verwendung eines
temperatur- und/oder druckempfindlichen Oberlays; 3) Vorhandensein mindestens einer
luftdruckwiderstandsfähigen Schicht; 4) Verwendung von Druckluft von der Seite des
Oberlays her.
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Weitere Ausbildungen der Erfindung Verschiedene der Möglichkeiten
für die weitere Ausbildung und Durchführung der Erfindung sind in den Unteransprllchen
beschrieben und im folgenden dargelegt: Sehr zweckmäßig läßt sich das erfindungsgemäße
Verfahren mit einem einstückigen, aus einem in seinem von der dekorativen Oberfläche
abgewandten Trägerbereich Duroplast-bindemittelgetränkten oder -bestäubten Kaschierungs-
oder Dekormaterial bestehenden Halbzeug durchführen, das, ggf. nach Abschneiden
von
einer fortlaufenden Bahn, in gewünschter Zuschnittgröße oder als fortlaufende Meterware
oder Bahn in die Druckkammer eingebracht und mit seinem Trägerbereich auf die feste
Auflage aufgelegt wird, worauf nach Schließen der Druckkammer das Bindemittel durch
Erwärmung von der Seite der Auflage her in den plastischen Zustand versetzt und
anschließend mittels des pneumatischen Drucks von der Oberfläche her gegen die Auflage
verdichtet wird. Wie bereits angedeutet, kann dabei das zugeschnittene Halbzeug
nach Erreichen des plastischen Zustandes (Zustand A/B) des Bindemittels mittels
des pneumatischen Drucks unter Anpressen an eine vorgegebene Form der Auflage verformt
werden.
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Bei dieser Verfahrensweise kommt die dekorative Seite des Materials
nicht mit dem Kunstharz in Berührung. Vielmehr können die durch Tränken oder Bestäuben
vorbereiteten Bahnen in üblicher und bekannter Weise weiterverarbeitet werden, wobei
das Harz angeliert und in den gewünschten Verarbeitungszustand gebracht wird. Man
erhält ein lagerfähiges Halbzeug, aus dem die gewünschten Zuschnitte, die dann erfindungsgemäß
verarbeitet werden sollen, durch Ausschneiden, Stanzen od. dgl. hergestellt werden
können.
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Es können aber auch eine Kernschicht und eine von jener im Roh zustand
getrennte Oberschicht aus thermoplastischem Kaschierungs- oder Dekormaterial verarbeitet
werden, wobei mindestens eine der beiden Schichten wenigstens teilweise aus duroplastischem
Bindemittel besteht oder mit diesem an der der jeweils anderen Schicht zugekehrten
Fläche versehen wird und beide Schichten zusammen in die Druckkammer eingebracht
und nach dem Schließen derselben sowie Erreichen des Zustandes A/B des Bindemittels
durch den pneumatischen Druck fest miteinander verbunden werden.
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Durch die Verwendung von pneumatischem Druck als Anpreß-und Integrationsmedium
wird überaupt erst ein zufriedenstellender Einsatz von Floren aus Thermoplasten
für diese Zwecke möglich, zumal es verfahrenstechnisch auf keine Schwierigkeiten
stößt, die zugeführte Druckluft hinsichtlich
ihrer Temperatur
derart zu regeln, daß niemals die für Thermoplaste kritische Erweichungstermperatur
erreicht wird. Vielmehr wird diese zweckmäßigerweise immer unterhalb des Schmelzpunktes,
also unter der für Thermoplaste kritischen Grenze gehalten.
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Zur Erzielung einer genügenden und gleichmäßigen Verpressung der Materialien
ist es vorteilhaft, den pneumatischen Druck größter als 0,1 atü zu wählen.
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Bei der Verarbeitung des Dekormaterials als Oberschicht auf einem
davon zunächst getrennten Kern können die thermoplastische Oberschicht eine textile
Unterlage, z.B. Vlies oder Gewebe, mit daran angeordnetem Flor, Filz, Schlingenvlies
oder Fell und der Kern ein duroplastischer Kern in Form von Pressplatten, Prepegs
od. dgl. sein und die Oberschicht nach Verdichtung der textilen Unterlage mit einem
Bindemittel auf den verdichteten, aber noch reaktiven Kern unter pneumatischem Druck
aufgepreßt werden.
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Dieses Verfahren ermöglicht den wirtschaftlichen Einsatz heute industrie-marktüblicher
Materialien in einer Weise, die die Verwendung der erzielten Produkte nicht nur
in der Automobilindustrie, sondern auch für die verschiedensten anderen Zwecke,
beispielsweise in der Bau- und Möbelbranche, in großem Umfange ermöglicht. Besonders
vorteilhaft läßt sich dieses Verfahren beim Einsatz von Duroplasten als Kern und
Thermoplasten als Oberschicht anwenden, wobei dann das Aufpressen der Oberschicht
auf den Kern unter Erwärmung der textilen Unterlage auf den zuvor erwärmten Träger
erfolgt.
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Zur Ausbildung der zumindest weitgehend luft- oder gasundurchlässigen
Zwischenschicht kann vorzugsweise die mit dem härtenden Bindemittel versehene, von
der dekorativen Oberfläche abgekehrte Schicht oder Seite, ggf. zusammen mit darunter
angeordneter Träger- oder Kernschicht, vor dem Einbringen in die Druckkammer über
eine Erwärmungseinrichtung, z.B. eine aufgeheizte Walze, bis zum Fließen des Bindemittels
geführt werden. Dieses Aufheizen erfolgt Je nach verwendetem Harztyp über einen
dementsprechenden Zeitraum und bei geeigneter Temperatur, z.B.
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bei ca. 1600 C, bis das Bindemittel eine zumindest annähernd geschlossene
Schicht
bildet. So ergibt sich die Möglichkeit der Serien- oder Massenproduktion, indem
ein aus Kern und Oberlay bestehendes, mittels des klebrigen Harzes zusammenhaftendts
Doppelbahn- oder Sandwichband geschaffen wird, das im intermittierenden Vorschub
in der Druckkammer verarbeitbar ist.
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Zwischenrésumée Die insgesamt mit der Erfindung erzielbaren Vorteile
bestehen darin, daß man in wirtschaftlicher Weise preiswerte Ausgangs-oder Trägermaterialien
mit dekorativen Oberflächen versehen und so Einsatzzwecken zugänglich machen. kann,
für die sie bisher nicht oder nur bedingt geeignet waren. Für die Hersteller von
Kunststoffen ergeben sich damit erhöhte Produktionsmöglichkeiten, während sich in
den Industrien, die die erfindungsgemäß hergestellten Produkte verarbeiten, erhebliche
Kostensenkungen erzielen lassen. So ist es durch den Vorschlag der Erfindung erstmals
möglich, in einer wirtschaftlichen und technisch einwandfreien Weise andere als
absolut glatte Kaschierungen wie z.B. Lederimitationen, Furniere od.dgl.
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auf Platten oder Formkörpern anzuordnen, ohne daß die Beschaffenheit
und/oder das Aussehen des Dekormaterials irgendwie beeinträchtigt wird. Dabei können
sogar unabhängig von dem Basismaterial, das mit der Dekorauflage auf pneumatischem
Wege untrennbar integriert werden soll, sowie unabhängig von der gewünschten Form
und der Verdichtung die Materialien gemeinsam in einem Arbeitsgang auf einem erhitzten
Werkzeug verdichtet, verformt und nach Härtung untrennbar miteinander verbunden
werden, ohne daß die dekorative Oberfläche, egal welcher Beschaffenheit sie ist,
Schaden nimmt.
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Hinsichtlich der Tropenfestigkeit, die im wesentlichen auch der Witterungsbeständigkeit
entspricht, ist zu bemerken, daß die mit Dekormaterialien versehenen Träger eine
erheblich geringere Wasseraufnahme als bekannte Gegenstände dieser Art haben und
sehr wohl die Siemens-Vorschriften A und N erfüllen.
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Ausführungs- und Herstellungsbeispiele Beispiele der Erfindung sind
im folgenden anhand der schematischen Zeichnung und einzelner Herstellungs-Arbeitsgänge
beschrieben und sollen Zweck und Möglichkeiten der Erfindung näher erläutern.
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Zu den beschriebenen Versuchen sei ganz allgemein bemerkt, daß diese
in zusammengefaßter Form jeweils mehrere Versuchsreihen wit ergeben und verschiedene
Möglichkeiten für den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf nur im Prinzip demonstrieren
sollen und können. Infolge der Vielzahl der in Betracht kommenden Parameter (Materialzusammensetzung
und -einstellung, Maschinenaufbau und -steuerung, Zeitwerte, Temperaturführung etc.)
wurden die einzelnen Versuchsreihen jeweils mit leicht variierenden Werten für diese
Parameter durchgeführt, weshalb in der Beschreibung auch lediglich im wesentlichen
Bereiche und Grenzwerte aufgeführt sind, innerhalb derer sich die Einzelversuche
bewegten und eine Wiederholbarkeit gewährleistet ist. Mit diesen Werten kann aber
der Fachmann die Erfindung in jeder Beziehung nachvollziehen und -arbeiten, da er
bei Verarbeitung von Kunststoffen aller Art entweder genormte oder aus Normen bezogene
Werte in die Versuche oder in die Fertigung als Richtwert oder Ausgangspunkt zur
Optimierung der Maschinendaten bezüglich der jeweiligen Forderungen an das Teil
überträgt oder aus eigener Erfahrung auf das Teil bezogene Maschinendaten erarbeitet,
zumal es auf diese Maschinendaten und sonstigen bekannten Parameter per se für die
Erfindung nicht ankommt, sondern eben nur innerhalb durchaus üblicher Grenzen. Der
Fachmann weiß mit den Zustandbereichen umzugehen und sie auf die Maschinen so zu
übertragen, daß ein optimaler Fertigungsablauf resultiert. In diesem
Zusammenhang
sei beispielsweise auf das Kunststoff-Taschenbuch (20. Ausgabe, Carl Hanser Verlag)
Bezug genommen, woraus erkennbar ist, daß man in der Regel bei der Kunststoffverarbeitung
nur von Richtwerten ausgehen kann, um für Körper unterschiedlicher Form und Abmessungen
vernünftige Ergebnisse selbst für einen Harztyp zu erzielen. Verschiedene Tabellen
dieses dem Fachmann geläufigen Handbuches zeigen deutlich, welche Parameter Nverändert
werden können und müssen, um die jeweils angestrebten Forderungen an die Teile zu
erfüllen. Norm-Prüfwerte sagen aus, wie sich eine Kunststofftype unter vorgegebenen
Bedingungen verhält, und bieten so für die Beurteilung verschiedener Kunststoffe
eine genügende Grundlage. Die Normwerte sind nicht ohne weiteres bei der Fertigung
eines Teils zu übersetzen da aug rmteil Als am wgrmtell Grund der speziellen Geometrie
eines Teiles andere Meßwerte ermittelt werden können.
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So ist z.B. in praxisüblichen Vordrucken für den Preßmasse-Typ 31-1449
als Werkzeugtemperatur 1650 C angegeben. Der Fachmann weiß jedoch, daß man diese
typisierte Masse von 1350 C bis 2000 C in der Praxis verarbeiten kann, je nach Verarbeitungsart,
Formgestalten; zur Verfügung stehendem Druck usw., so daß von einer Fertigungscharge
zur nächsten diese Werte verändert werden können und müssen.
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In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäß
hergestellte Dekorplatte, Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Einrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig. 3 einen Querschnitt im wesentlichen entsprechend
Fig. 2, jedoch zur Verformung eines einstückigen Halbzeuges.
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Fig. 1 zeigt einen mit einem hochflorigen thermoplastischen Dekormaterial
1 versehenen Kern 3, die miteinander mit Hilfe eines duroplastischen Bindemittels
2 unlösbar verbunden sind.
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Dieses Bindemittel 2 kann vor der Herstellung der unlösbaren Verbindung
schon ein Bestandteil des Dekormaterials 1 oder des Kerns 3 gewesen sein, jedoch
kann es ebensogut auf das Dekormaterial 1 oder den Kern 3 nachträglich aufgetragen
sein, worauf dann nach einem der geschilderten Verfahrensabläufe die Verbindung
mittels Wärme und pneumatischem Druck hergestellt wird.
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In Fig. 2 ist nur eine unter vielen denkbaren Möglichkeiten für die
pneumatische Druckverarbeitung dargestellt. Dabei dient ein Werkzeugunterstempel
4, der je nach Art des verwendeten Klebers beheizt oder unbeheizt sein kann, als
Auflagetisch für den Kern 3, auf dem wiederum das Bindemittel 2 und das hochflorige
Dekormaterial 1, z.B. Nadelvlies, angeordnet sind.
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Das Bindemittel 2 kann auf die Rückseite des Nadelvlieses 1 aufgestäubt
sein, oder aber letzteres kann auf seiner Rückseite harzgetränkt sein. Abgedeckt
ist das Ganze nach oben von einer Luftkammer 5, die einen Lufteingang a, ein Manometer
b und ein Thermometer c aufweist. Die Luftkammer 5 ihrerseits wird mittels einer
Zuhalteplatte 6, die beispielsweise ein Oberstempel einer Presse oder ein sonstwie
geeignetes Werkzeug ist, gegen die miteinander zu verbindenden Materialien gepreßt,
so daß die durch den Lufteingang a eingeführte Druckluft nicht aus der Kammer 5
entweichen kann. Das Florgewebe 1 kann durch den in der Kammer 5 aufgebauten Druck
nicht beschädigt werden.
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Während in den vorstehenden beiden Beispielen auf das Verbinden eines
Dekormaterials mit einem Kern abgestellt ist, zeigt Fig. 3 eine Möglichkeit für
die Verformung sowohl zusammenzufügender bzw. -gefügter Schichten als auch ganz
besonders von einstückigen Ausgangsmaterialien. So erkennt man in der Druckkammer
5, die gemäß Fig. 2 aufgebaut sein kann, ein im folgenden Absatz insbesondere hinsichtlich
Anordnung und Struktur näher beschriebenes Halbzeug 31 mit einer
dekorativen
Floroberfläche 32, das mittels des Werkzeugunterstempels 4, der eine Ausbauchung
41 trägt, im Laufe der Druckverformung mit einer Aufwölbung 33 versehen wird. Es
ist für den Fachmann ohne weiteres erkennbar, daß in die Druckkammei entsprechend
deren Abmessungen beliebige Formteile eingebracht werden können, auf denen dann
die zu verarbeitenden Materialien durch den pneumatischen Druck in jeweils gewünschter
Weise verformt werden.
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Zweckmäßigerweise kommt eine Kunststoffpresse herkömmlicher Bauart
mit Unter- und Oberstempel zum Einsatz, ebenso eine herkömmliche Druckkammer mit
den notwendigen Leitungen und Amaturen für die Erzeugung des pneumatischen Druckes.
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Die pneumatischen Druckreserven und die Temperatur in der Druckkammer
können bei beweglicher Anordnung der Druckkammer durch Heben und Senken des Oberstempels
feinreguliert werden. Die Druckkammer kann, ja nach Arbeitsablauf, am Oberstempel
befestigt sein oder gesondert eingesetzt werden, worauf sie vom Oberstempel durch
Senken desselben in ihrer Arbeitsposition gehalten wird.
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Durch Anbringung geeigneter Stempel können auf dem Wege über mechanische
Druckausübung auch während des pneumatischen Druckes Nähte, Brücken, Ornamente od.
dgl. gepreßt werden.
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Die Erwärmung kann auf verschiedene Weise, z.B. durch HF-Erhitzung
der Auflage unter dem Kern, erfolgen.
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Herstellungsbeispiele: Auch die folgenden konkreten Herstellungs-
und Verfahrensbeispiele stellen im wesentlichen auf das Verbinden von Dekormaterial
mit Kernen ab. Statt dessen kann jedoch auch das vorerwähnte einstückige Ausgangsmaterial,
z.B. ein Vlies oder ein entsprechendes anderes Material ausreichender Stärke verwendet
werden, das an seiner Unterseite, also einseitig, mit Harz getränkt oder bestäubt
ist bzw. wird, so daß die
dekorative Oberfläche mit dem Bindemittel
nicht in Berührung kommt. So vorbereitete Bahnen werden in üblicher und bekannter
Weise weiterverarbeitet, wobei das Harz angeliert und in den gewünschten Zustands;
gebracht wird. Ein solches Halbzeug, das als Meterware hergestellt werden kann,
ist beliebig lagerfähig und kann in der Weise der nachstehenden Herstellungsbeispiele
nach Erzeugung der jeweils gewünschten Zuschnitte verarbeitet werden. Der einzige
Unterschied zu den Beispielen besteht darin, daß nicht zwei Teile mittels Bindemittel
und pneumatischem Druck verbunden werden, sondern daß durch die halbseitige Tränkung
der spätere Kern, d.h. der eigentliche Träger, bereits mit dem Dekor integriert
ist.
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Bei den Kern- oder Trägermaterialien sollte darauf geachtet werden,
daß diese an ihrer Oberfläche, die gegen das Dekormaterial gerichtet ist, bindefähig
gemacht sind, beispielsweise durch Xtzen wie bei Metall, Aufrauhung im Falle von
Holz etc., so daß eine besonders leichte und schnelle Verbindung möglich ~brd.
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1. Es wird ein plattenförmiger Träger oder Kern aus duroplastischer
Preßmasse, vorzugsweise Phenolharzpreßmasse, hergestellt, der den Forderungen an
Temleratur- und Feuchtigkeitsbeständigkeit (Tropenprüfung) genügt.
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Arbeitsgang: Träger mechanisch verdichten und Dekormaterial während
des Arbeitsganges pneumatisch aufbringen.
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Verfahrensschritte: a) Massemenge je nach Forderung an Trägergröße
und -stärke in Formnest schütten; b) bei 135-220° C, je nach Harztyp, üblicherweise
bei 1650 C Formtemperatur mit 10 bis 600 kp/cm2 je ach Preßmassetyp und Forderung
an Verdichtung formpressen und nach 2 bis 30 sec Preßzeit Je nach Massetyp bei Preßmasse
übliche Luftvorgänge durch Heben und Senken des Oberstempels einleiten und so lange
wiederholen, bis Masse- bzw. Trägeroberfläche geschlossen, nicht mehr blasig, aber
noch klebefähig ist;
c) die gegebenenfalls vorgewärmte Dekormaterialunterseite
auf die noch klebfähige Oberfläche des Trägers legen; d) Druckkammer für Druckluft,
bestehend z.B. aus einer Druckhaube mit den erforderlichen Leitungen und Armaturen,
zwischen Ober- und Unterstempel anbringen oder, falls schon montiert, schließen
und mit dem Material angepaßtem Luftdruck das Dekormaterial auf den Träger pressen;
e) nach Aushärten des Trägers über ca. 20 sec je mm Materialstärke (abhängig vom
Preßmassetyp) entformen und bei Raumtemperatur auskühlen lassen.
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2. Kaschieren eines Kerns mit Polyamid-Schlingenvlies.
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Ein vorhandener Kern aus Pappe vorgegebener Form wird für die Aufnahme
des Harzes durch Aufrauhen vorbereitet.
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Darauf wird das aus einem Polyamid-Schlingenvlies bestehende Oberlay
gelegt, das an seiner Unterseite mit Phenolharz im Zustand B versehen ist. Das Polyamid
hat einen Schmelzpunkt von 2300 C und einen Erweichungspunkt von 1700 C.
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Das Oberlay wird ca. 30 sec lang - die Dauer hängt von der Stärke
des Bindemittel-, d.h. Phenolharz-Auftrags ab - bis 1700 C erwärmt, dann mittels
Druckluft von 2 atü (der Luftdruck kann von 0,5 bis 2,5 atü variieren auf den Kern
aufgepreßt und durch Aushärten bei einer von unten her in die Pappe eingeführten
Wärme bei 1700 C über 2 min hinweg mit dem Kern verbunden.
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3. Es wird ein Kern aus Duroplast-, vorzugsweise phenolharzgetränkten
oder -bestäubten Fasermatten, hergestellt, der den Anforderungen bezüglich Knautscheffekt
bei Autoinnenteilen und an die Temperatur- und Feuchtigkeitsbeständigkeit genügt.
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Arbeitsgang: Kern mechanisch verdichten und Dekormaterial während
des Arbeitsganges pneumatisch aufbringen.
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Verfahrensschritte: a) Fasermattenzuschnitt in Form einlegen b) wie
lb); c) wie lc); d) wie ld); e) wie le); 4. Es wird ein Kern aus Duroplast-, vorzugsweise
phenolharzgetränkten oder -bestäubten Fasermatten hergestellt, der der Forderung
an den Knautscheffekt bei Autoinnenteilen und an die Temperatur- und Feuchtigkeitsbeständigkeit
genügt, jedoch ohne den Kern mechanisch, sondern mit dem Dekormaterial als Sandwich
pneumatisch zu verdichten und zusammenzufügen.
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Arbeitsgang: Matte und Dekormaterial pneumatisch verdichten und verbinden,
ohne den Flor zu beschädigen.
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Verfahrensschritte: a) Mattenzuschnitt mit Dekormaterialzuschnitt
als Sandwich in Formnest legen, Temperatur wie unter lb); b) wie ld); c) wie le);
5. Kern aus Faservlies-Preßmasse oder Harzsandwich, um bestimmten Forderungen an
mechanische Festigkeit und Elastizität zu genügen. Diese Sandwichs lassen sich je
nach Forderung an ihre mechanische Festigkeit variieren.
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Arbeitsgang: Faservlies-Preßmasse oder Harzsandwich mechanisch verdichten
und pneumatisch mit Dekor verbinden.
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Verfahrensachritte: a) Faservlies in Formnest legen, Temperatur wie
lb); b) Preßmasse mittels Schüttschieber gleichmäßig aufbringen; c) Faservlies auf
Preßmasseschüttung legen; d) Preßmasse oder Harz mit relativ langer B-Zeit (1 bis
1,5 min) mittels Schüttschieber gleichmäßig aufbringen;
e) wie
lb); f) wie lc) oder auch Dekorunterseite mit Binder versehen; g) wie ld); h) wie
le).
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6. Es wird ein Kern aus Hart(iiolz-)faserplatte unter besonderer Berücksichtigung
der Forderungen an Preis, Steifheit, Knautschbruch hergestellt.
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Arbeitsgang: Hartfaserplatte mechanisch verformen und mittels Binder,
vorzugsweise Phenolharz, mit dem Dekor mittels pneumatischem Druck verbinden.
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Verfahrenschritte: a) Hartfaserplatte, wie bisher üblich, in Form
pressen; b) bestäubtes oder flächengetränktes Dekormaterial mit Unterseite auf Preßling
legen, ggf. vorher auch den Preßling stäuben; c) wie ld); d) wie le).
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7. Herstellen eines Preßlings (Formteils).
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Als Kern wird Polyamid verwendet, Schmelzpunkt = 2300 C, Erweichungspunkt
= 1700 C.
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Der Kern wird mit Phenolharzpulver (Resiplast 50, Fließstrecke 60
mm bei 1250 C) bestreut. Darauf wird das Oberlay, bestehend aus Polyamid-Schlingenvlies,
aufgelegt (Eigenschaften s.o.). Kern und Oberlay werden zusammen in die auf 1700
C aufgeheizte Stahlform eingelegt. Nach einer Verweilzeit von ca. 30 sec bei dieser
Temperatur wird von oben her Heißluft aufgegeben. Dieses erfolgt periodisch, während
die Druckkammer noch nicht völlig geschlossen ist, und zwar über 30 sec unter bis
zu 2 atü. Anschließend wird die Druckkammer geschlossen und 2 min lang konstant
Heißluft von ca. 2 atü aufgegeben. Die Temperatur der Heiß luft liegt im optimalen
Warmverformungsbereich des Thermoplasten.
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In dieser Phase härtet das duroplastische Kernmaterial völlig aus,
während die thermoplastischen Teile im Grenzbereich gebunden werden. Sodann wird
für 1 min Kaltluft von 2 atü beaufschlagt, wodurch sich der Thermoplast wieder verfestigt.
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Statt eines mit dem Phenolharzpulver bestreuten bzw. zu bestreuenden
Oberlays ist es ebenso gut möglich - was natürlich auch für die übrigen, dieser
Ver- bzw. Anwendungsart entsprechenden Ausführungsbeispiele gilt - , beliebige andere
Halbzeug wie getränkte oder bestäubte Prepregs, Matten, Pappe od.dgl.
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zu verwenden.
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Der in dieser Anmeldung gebrauchte Ausdruck "Zustand A/B" bedeutet,
daß sich der zu verarbeitende Werkstoff im Srenz-bzw. Übergangsbereich der Zustande
A und B (s. Kunststoff-Taschenbuch, 20. Auflage, S. 373) befindet, in einem Bereich
also, in dem er plastisch verarbeitbar ist.